[发明专利]一种无线传感器网络抗毁性增强方法

权利要求书

1.一种无线传感器网络抗毁性增强方法，其特征在于：

在二维监测区域中随机部署传感器节点，并设置一个汇聚节点Sink，通过添加一个异构节点，提高网络的抗毁性；异构节点具有能量可补充，传输距离远的特点，可直接与Sink通信；

对二维监测区域进行网格划分，共得到M个网格点，除已有传感器节点的位置外，所有网格点都可作为添加异构节点的位置；

传感器网络中共有N个普通传感器节点，NM，N个普通传感器节点v_i位置坐标为(x_i,y_i)，i＝1,2,…,N；假设待添加的异构节点h_k的位置坐标为(u_k,v_k)，k＝1,2,…,M；汇聚节点Sink的位置坐标为(x_m,y_m)；规定普通节点到达汇聚节点的距离为d_i^s，到达异构节点的距离为d_i^h，计算出d_i^s和d_i^h的值，并比较大小关系，若d_i^s≥d_i^h，则节点将数据传输给异构节点h_k，然后由h_k传输给Sink，否则直接将数据传输给Sink；通过对无线传感器网络的能耗分析可知，计算异构节点的最佳部署问题，相当于求所有普通节点到Sink距离和的最小值问题；令d_i表示异构网络中所有普通节点v_i，i＝1,2,…,N，通过超级链路传输数据给Sink和直接传输数据给Sink的距离和；其中，不通过超级链路到达Sink的节点有S个，通过超级链路到达Sink的节点有H个，满足H+S＝N，当H个节点通过超级链路将数据传输至Sink时，给传输路径中的中继节点赋ID，假定有l个中继节点，ID＝1,2,…,l；中继节点坐标为(α_ID，β_ID)，给出传输距离公式：

此外，在具有小世界特性的网络模型中，异构节点和Sink之间形成超级链路，超级链路进行数据传输不考虑能量消耗，因此，在考虑距离和时只需考虑普通节点到达异构节点的距离；

同理，当S个节点直接将数据传输至Sink时，给传输路径中的中继节点赋ID，假定有j个中继节点，ID＝1,2,…,j；中继节点坐标为(γ_id，σ_id),给出传输距离公式：

最后，再求出异构节点h_k在(u_k,v_k)位置时所有节点将数据传输至汇聚节点Sink的总距离d_k，给出d_k的距离公式：

在监测区域内共有M个位置可作为异构节点的位置，可得到给定不同位置的异构节点时，所有普通节点到达Sink的距离和的集合D＝(d₁，d₂…，d_M)；求解集合D的最小值，即可确定异构节点的位置。